ガス測定器の種類、選択、安全上の注意事項

天然ガス コンプレッサー ステーションで、吐出圧力がローカル ゲージでは 1.05 MPa を示しているが、コントロール パネルの送信機では 1.12 MPa を示していると想像してください。 0.07 MPa の不一致は、シャットダウンを引き起こしたり、さらに悪いことに、実際の漏れを隠したりするのに十分です。あらゆる産業施設において、ガス測定機器は単なる付属品ではありません。これらはプロセスの安全性、製品の品質、エネルギー効率の基礎です。正しい選択は、測定する必要があるもの、ガスの挙動、設置条件を定義することから始まります。これら 3 つの要素を体系的に評価することで、誤った測定値、認証の失敗、不必要なダウンタイムを回避できます。

この記事では、ガス測定に関係する主なパラメータを詳しく説明し、機器ファミリー間の実際的な違いを説明し、デバイスが特定のプロセスで耐えられるかどうかを決定する基準に焦点を当てます。

ガス測定における 4 つの主要パラメータ

ガス測定は単一の分野として扱われることがよくありますが、実際には 4 つの異なる変数がカバーされます。各変数には、独自のテクノロジー、精度要件、および故障モードのセットがあります。 4 つの主要なパラメータは次のとおりです。

• 圧力 – 真空から高圧ガスラインまでの絶対圧、ゲージ圧、または差圧。
• 温度 – ガスの熱状態。反応速度、密度、コンプレッサーの性能に影響します。
• 流れ – 体積流量または質量流量。保管移送、バーナー制御、および混合比に使用されます。
• 純度と組成 – 不活性ガス中のガス成分、水分、または酸素などの汚染物質の分析。

多くのエンジニアは、1 つの機器で複数のパラメータをカバーできると想定しています。一部のトランスミッターは圧力と温度を同時に報告できますが、専用のガス分析計に代わるものではありません。測定の主な目的を知ることで、オプションを絞り込み、不必要な機能に過剰な料金を支払うことを避けることができます。

圧力測定: ガス制御の基礎

圧力は、ラインが過圧になっているか、フィルターが詰まっているか、またはレギュレーターが正しく機能しているかを直接示すため、最も頻繁に測定されるガス変数です。周囲環境で使用される清浄な乾燥ガスの場合は、標準のブルドン管ゲージで十分です。数百ミリバール未満の低圧ガスの場合、カプセルゲージは必要な感度を提供します。ガスが腐食性の場合、オールステンレス鋼またはPTFEライニングのダイヤフラムゲージが接液部を保護します。プロセスでリモート送信または DCS への 4 ～ 20 mA 信号が必要な場合は、圧力トランスミッターが適切な選択肢になります。

ガスの選択 圧力計 圧力範囲、湿った材料と媒体の適合性、および場所が危険かどうかによって異なります。たとえば、空気圧搬送ライン上のフィルター全体の圧力降下を測定するには、2 つの別々のゲージではなく差圧トランスミッターが必要になる場合があります。これはメンテナンスの労力に直接影響します。1 つのトランスミッターで 2 つのゲージを置き換え、潜在的な漏れポイントの数を減らします。

高感度、安定性を備えた風圧発信器YSZC-6シリーズ この風圧トランスミッターは、高感度と精度を備え、過負荷保護と長期安定性を備えています。インポートされたセンサーとホイートストン ブリッジ設計により、信頼性の高い 4 ～ 20mA の出力が提供され、燃焼システムおよび HVAC システムのガス圧力の測定に適しています。 製品を見る→

ガスバーナー制御システムでは、圧力信号は高速で再現性がなければなりません。の ガスおよび航空サービスゲージ 燃焼および HVAC 用途向けに特別に設計されており、これらの用途で使用される一般的なガスに耐える接液部を備えています。精度クラスをプロセスに合わせて、通常の動作圧力がフルスケールの 30% ～ 75% の間に収まるように範囲が選択されていることを確認してください。これにより、弾性限界を超えるリスクが軽減され、読み取り解像度が向上します。

温度: ガス測定において見落とされているパートナー

温度はガス圧力と密接に関係しています。シャルルの法則によれば、気体は閉じ込められると加熱され、圧力が上昇します。実際には、コンプレッサーは熱を発生し、ガスは高温でセパレーターに入ります。コンプレッサーの吐出口にバイメタル温度計を設置すると、吐出口温度が設計制限内にあるかどうかを目で簡単に確認できます。 500°C を超える高温の場合、熱電対はより広い範囲を提供しますが、400°C 未満では PT100 測温抵抗体 (RTD) がより高い精度を提供します。

ガス用温度計を選定する際は、応答時間と取り付け長さに注意してください。温度計が短すぎると流れの中心に到達せず、壁温度を読み取ることになり、重大な誤差が生じます。小さなパイプラインの場合、通常、曲がりを避けるためにステムを短くする必要がありますが、挿入深さはメーカーの推奨事項に従う必要があります。危険区域では、防爆電気接触温度計は、1 台の装置で表示と警報の切り替えの両方を行うことができます。

純度と組成: 測定が圧力と温度を超えた場合

ガス用途では、圧力と温度の測定値が十分ではない場合があります。半導体製造では、プロセスの汚染を避けるために、窒素ライン内の酸素レベルを数ppm未満に保つ必要があります。食品包装では、修飾された雰囲気の純度が保存期間を決定します。これらのアプリケーションには、単純な圧力計ではなく、酸素分析計、露点計、ガスクロマトグラフィー システムなどのガス純度計器が必要です。

純度測定の上流側は、多くの場合、機器自体の準備から始まります。酸素サービスには、高圧酸素と炭化水素の反応を防ぐため、完全にオイルフリーで洗浄可能なゲージが必要です。専用の ガス純度と分析機器 このセクションは、推奨される製品とそのアプリケーションを特定するのに役立ちます。分析装置が必要ない場合でも、適切に選択されたガス純度計を分析装置の上流で使用すると、測定システムへの汚染の侵入を防ぐことができます。

ガス安全監視および警報システム

安全性はガス測定の別のカテゴリであり、独自に考慮する価値があります。可燃性ガスの漏れは、圧力計が異常を示すずっと前に爆発の危険を引き起こす可能性があります。ガス監視警報システムは通常、電気化学センサー、触媒センサー、または赤外線センサーを使用して、プラント内のさまざまなポイントでガス濃度を検出します。これらのシステムは、製油所、LNG 基地、船舶の機関室で必要とされます。ガス検知器の出力は通常、シャットダウンバルブや警報を作動させるために制御システムに配線されています。

ガス監視システムを選択するときは、危険エリアの認定、センサーの応答時間、および環境での予想耐用年数を確認してください。たとえば、触媒ビーズセンサーは硫黄化合物によって汚染される可能性がありますが、赤外線センサーはより堅牢ですが高価です。警報システムのガス測定機器は、信頼性を維持するために校正ガスを使用して定期的にテストする必要があります。

音と視覚による警告を備えたガス監視警報システム このガス監視警報システムは、耐久性のあるアルミニウム ダイカスト製の筐体、防爆設計、および鮮明な LCD ディスプレイを備えています。可燃性ガス、有毒ガス、酸素ガスを継続的に監視し、独立した音と光のアラームで早期警告と安全性遵守を実現します。 製品を見る→

ガス検知器の物理的な位置は、センサー技術と同じくらい重要です。空気より重いガスの場合、センサーは床の近くに配置する必要があります。軽いガスの場合、天井付近。警報設定値は、LEL のパーセンテージで表される爆発下限に基づく必要があります。これは、十分な応答時間を提供しながら、コストのかかる誤警報を防止する標準的なアプローチです。

ガス測定器の選択: 実用的な考慮事項

この時点で、関係する機器の種類について大まかなイメージができました。選択プロセスを統合するために、以下の表に各ガスパラメータの代表的な機器と評価すべき最優先の要素をまとめます。

よくある間違いを避けるもう 1 つの方法は、幅広いガス測定機器を提供するメーカーを選択することです。これにより、スペアパーツの管理が簡素化され、工場全体で一貫した校正手順が保証されます。また、ATEX/IECEx や海洋クラスの承認など、適切な認証を取得した特別バージョンを調達することもできます。

ガス測定は、万能の分野ではありません。それには、測定変数、動作環境、および関連する安全要件を明確に理解する必要があります。まず、圧力範囲、温度条件、ガス組成を指定します。次に、機器の材質、精度、認証を評価します。これを体系的に行うと、選択が簡単になり、総所有コストも管理可能なままになります。